1 锅炉结构和前期改造情况
北仑发电厂1号机组(600MW)，其锅炉是从美国CE公司进口的2008t/h亚临界压力、切向燃烧控制循环锅炉。6层煤粉燃烧器由6台HP?983X9碗式中速磨煤机供粉。采用摆动火嘴方法调节再热汽温。锅炉于1991年8月27日完成72h试运行。
再热器系统如图1所示。墙式再热器出口用4根导汽管将蒸汽导入低温再热器的进口集箱。低温再热器共有76片管屏，与38片高温再热器管屏直联(无中间集箱)。
为了减小墙式再热器蒸汽阻力，在其进出口集箱之间原设计有24根旁路管使部分蒸汽旁通。在结构上，低温再热器每片屏有10根管子；高温再热器有20根管子。高、低温再热器内外圈管子交换连接，而且与高温再热器2根外圈管相连接的低温再热器内圈管受热长度缩短很多(见图1)。高温再热器与烟气逆流布置，大部分管子采用TP304H等奥氏体钢材，部分管子和炉外引出管都是T22钢材。在每片高温再热器的第11号管子出口装有炉外壁温测点。T22钢材的最高使用温度为580～590℃，故目前的报警温度设定值为530℃。
4.2 在8根直接旁路前，低温再热器进口集箱中从4根导汽管进入的蒸汽通过三通都比较均匀地向两侧分流。但在8根直接旁路后，最右面的1根导汽管的蒸汽无法向右侧流动(因右侧有8根旁路蒸汽进入)，只能全部向左侧流动。这就增大了三通左侧的涡流区域及静压的降低，在此区域内的第30～33管屏的蒸汽流量因此比旁路前反而有所减小。
5 改造后的实测结果及分析
改造于1998年6月实施，7月开始运行，并进行了各种出力、各种工况的试验。实测的结果及分析如下：
5.1 高温再热器第30～37屏出口壁温已大幅度下降，尤其是第35～37屏由于包覆绝热材料下降了40～51℃。各屏再热器出口壁温显示基本上控制在570℃以下，达到了预期的效果(见图4)。
5.2 再热器减温水量已由原来的31.9t/h减为目前的14.6t/h(平均值)。现在所用的减温水不再是用来防止管壁局部超温，而是用来防止因加长受热面过多而引起的再热汽温超限。
5.3 原来主蒸汽温度与再热器出口壁温两者之间难以同时兼顾。为了防止再热器管壁超温不得不使燃烧器下摆从而抑制了主蒸汽温度。改造后主蒸汽温度不再受其限制，由原来的534℃提高到538℃。
6 经济效益分析
改造后再热器喷水量平均减少17.3t/h，相应的机组煤耗约降低1.4g/(kW.h)，按年发电量35亿kW.h计算，节约标煤4900t，标煤价格按300元/t计算，则每年节约费用147万元；过热汽温平均提高4℃，使机组煤耗降低约0.25g/(kW.h)，则每年节约费用26.25万元；而再热器阻力增加11kPa，使汽轮机热耗增大约0.03146，则每年影响机组经济性约3.3万元。综合考虑这3者因素，每年产生总的经济效益为170万元。
如按每年少爆管1次来计算，可避免机组启停烧轻油150t，计30万元；抢修6天，发电利润为648万元。这样，共可避免损失678万元。
7 结论
7.1 造成北仑电厂1号高温再热器管壁局部超温的主要原因是：切圆燃烧方式所引起的烟气侧烟暖和烟速的偏差，以及再热器进口集箱三通四周存在涡流区。上述2个因素造成管屏间的吸热偏差和蒸汽流量偏差。
7.2 CE公司的蒸汽旁路改造没有取得预期效果的主要原因是其计算方法不够准确，没有考虑墙式再热器的吸热量较小以及进口集箱三通涡流区的影响。
7.3 加节流圈和局部保温改造后，高温再热器第30～37屏的出口温度已大幅度下降。其中节流圈因素使温度下降至少10～15℃。这说明如不加保温单用节流圈也能达到改造要求。改造后再热器管壁温度能控制在570℃以下，提高了机组的运行可靠性。
7.4 改造后使原来主蒸汽温度与再热器出口壁温之间难以兼顾的问题得到了解决。
7.5 在直接经济效益方面，由于再热器喷水的减少和主蒸汽温度的提高，机组煤耗可降低约1.6g/(kW.h)。扣除因节流圈使再热器阻力增加11kPa而造成的热耗增加后，总的经济效益每年可节约170万元。
